Sicherheitsventil insbesondere für eine Betankungsentluftungsleitung Beschreibung Technisches Gebiet Es ist bekannt, an Tankstellen die Betankungsleitungen mit Absaugeinrichtungen zu versehen, um die während der Betankung entstehenden Gase zurückzuführen und damit nicht an die Umwelt gelangen zu lassen. Zur volligen Vermeidung von Umweltschäden ist dies jedoch häufig nicht ausreichend. Darüberhinaus bestehen auch Tankstellen, die vergleichbare Einrichtungen noch nicht haben. Es besteht deshalb für PKW's mit Otto-Motoren in verschiedenen Ländern die Vorschrift, daß nicht nur die im Stilistand und Fahrbetrieb aus dem Tank abdampfenden Kohlenwasserstoffe, sondern auch die bei der Betankung aus dem Kraftstofftank verdrängten kohlenwasserstoffhaltigen Gase in einem Aktivkohlebehälter abgeschieden werden müssen. In modernen Fahrzeugen mit Tankentiüftungssystemen werden deshalb entsprechende Einrichtungen eingebaut. So wird der Kraftstofftank im allgemeinen über eine Betriebsentiüftungsleitung mit dem Aktivkohlebehälter verbunden, so daß die aus dem Tank im Fahrbetrieb und Stillstand bei der Betankung entweichenden Gase im Aktivkohlebehälter niedergeschlagen werden.

Außerdem ist eine zweite im Querschnitt wesentlich größer dimensionierte Betankungsentiüftungsleitung vorgesehen, die den Tankeinfüllstutzen mit dem Aktivkohlebehälter verbindet. Im Betankungsfall wird durch das Einschieben der Zapfpistole in den Einfüllstutzen eine Klappe geöffnet, welche die bei der Betankung entstehenden und auch die durch den einströmenden Kraftstoff aus dem Tank verdrängten Gase in die Betankungsenttüftungsteitung und damit in den Aktivkohlebehälter strömen la (3t. Damit die Gase während des Betankungsvorgangs nicht an der Zapfpistole vorbei über den Einfüllstutzen in die Atmosphäre gelangen können, ist bei den betrachteten Konzepten zwischen Einfüllstutzen und Zapfpistole eine Dichtung vorgesehen.

Bei der bekannten Ausbildung und Anordnung der Betankungsentiüftungsleitung ist jedoch die Gefahr nicht auszuschließen, daß bei einer Fehlfunktion der Zapfpistole, beispielsweise keine Abschaltung bei vollem Tank oder auch bei mißbräuchlicher Überfüllung des Tanks, flüssiger Kraftstoff über die Betankungsenttüftungsteitung in den Aktivkohlebehälter gelangen kann. Dieser Eintritt von flüssigem Kraftstoff in den Aktivkohlebehälter hat eine Störung der Gemischbildung und gegebenenfalls auch Schäden am Katalysator zur Folge. Aus diesem Grunde ist in der Betankungsenttüftungsteitung ein Sicherheitsventil angeordnet, das einen Eintritt von flüssigem Kraftstoff in den Aktivkohlebehälter sicher verhindern soll.

Darstellung der Erfindung Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsventil insbesondere für eine Betankungsentiüftungsleitung zwischen dem Tankeinfüllstutzen und dem Aktivkohlebehälter bei einem Kraftfahrzeug zu schaffen, das den Eintritt von flüssigem Kraftstoff in den Aktivkohlebehälter sicher verhindert. Die Lösung der

gesteliten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das in die Betankungsentiüftungsleitung eingesetzte Sicherheitsventil als Schwimmerventil ausgebildet ist und daß bei Eindringen von Kraftstoff in die Betankungsentiüftungsleitung und damit in das Sicherheitsventil der Auslaß des Sicherheitsventils über den Schwimmer geschlossen wird, wobei das Sicherheitsventil mit einem in die Umgebung mündenden, bei Normaldruck durch einen durch eine Membran betätigten Verschluß abgeschlossenen Stutzen versehen ist, wobei die Membran bei einem erhöhten Druck im Sicherheitsventil ein Öffnen des in die Umgebung mündenden Verschlusses am Umweltstutzen bewirkt bzw. unterstützt. Bei Eindringen von Kraftstoff in das Sicherheitsventil wird folglich zunächst der Auslaß des Ventils zum Aktivkohlebehälter verschlossen und sodann der in die Umgebung mündende Verschluß als Folge eines Druckaufbaus im Ventil geöffnet und der eingedrungene Kraftstoff kann in die Umgebung entweichen.

Der Schwimmer ist um eine seitlich unterhalb des Auslasses angeordnete Drehachse schwenkbar und mit einem Gestänge versehen, welches ein Tellerventil am Ventilauslaß betätigt. Sobald der Schwimmer um seine Achse schwenkt, wird das Tellerventil auf seinen Ventilsitz zubewegt und der Auslaß verschlossen. Das Tellerventil selbst kann über eine Führungsschiene in dem Auslaßstutzen geführt sein. In sehr einfacher Weise kann das Gestänge aus einem mit dem Tellerventil verbundenen Bolzen und einer mit dem Schwimmer verbundenen, den Bolzen einfassenden Gleitkulisse gebildet werden. Der Schwimmer kann durch eine bistabile Feder in seinen Endlagen gehalten.

Dadurch wird verhindert, daß der Schwimmer das Tellerventil zu früh öffnet. Ein Öffnen des Tellerventils findet erst dann statt, wenn durch den Ablauf des Kraftstoffs der Auftrieb des Schwimmers unterhalb eines einstellbaren Werts gesunken ist.

Der Verschluß für den Umweltstutzen wird durch ein unter Federkraft stehendes Tellerventil gebildet, das von der im Ventilkörper angeordneten Membran über ein Gestänge betätigt wird. Die Membran arbeitet in Abhängigkeit von dem im Ventil vorhandenen Druck. Durch das Verschliefen des Auslasses zum Aktivkohlebehälter kommt es im Ventil zu einem Druckaufbau. Dieser Druck wirkt auf die Membran, welche über ein Hebelgestänge entgegen der Kraft der Schließfeder das Umweltventil öffnet.

Um zu erreichen, daß im Betankungsfall die Strömungsdruckverluste der Leitung zwischen dem Sicherheitsventil und dem Aktivkohlebehälter und die Drosselverluste im Aktivkohlebehälter nicht zu einem vorzeitigen Öffnen des Verschlusses am Umweltstutzen führen, ist ein verhaltnismäßig schneller Druckausgleich zwischen dem Ventilauslaß des Sicherheitsventils und der Membranoberseite erforderlich. Aus diesem Grunde ist die Oberseite der Membran durch einen Deckel abgedeckt und der dadurch gebildete Innenraum zwischen Membran und Deckel über einen Kanal mit dem Ventilstutzen zum Aktivkohlebehälter verbunden. Sofern der Stutzen des Auslasses zum Aktivkohlebehälter nicht verschlossen ist, wird der Druck im Ventilgehäuse über den Kanal auf die Membranoberseite übertragen, so daß zwischen Membranoberseite und Unterseite der gleiche Druck herrscht. In diesem Fall öffnet das Umweltventil erst bei einem Druck im Ventilraum, bei dem die Druckkraft auf den Umweltventilkörper die Kraft der Schließfeder des Umweltventils übersteigt. Dabei kann die Kanalmündung am Auslaß in den Dichtsitz des Tellerventils eingefügt sein, so daß durch das Tellerventil sowohl der Auslaß als auch der Kanal geschlossen wird.

Um sicherzustellen, daß nach der Flutung des Ventils mit Kraftstoff und Öffnung des Verschlusses am Umweltstutzen der in der Leitung vom Tankeinfüilstutzen zum Ventil und im Ventil vorhandene Kraftstoff vollständig

über den Umweltstutzen abläuft, ist die Membran mit einer Dämpffunktion versehen. Hierfür ist in den Innenraum der Membran eine Zwischenwand mit einem Rückschlagventil, z. B. einer Pilzmembran, eingefügt und der vom Deckel und der Zwischenwand gebildete Nebenraum über einen Nebenkanal mit dem Auslaß verbunden, wobei die Dichtfläche der Pilzmembran mit mindestens einer Drosselfurche versehen ist. An Stelle der Drosselfurche kann die Membran auch mit einer definierten Rauhigkeit oder Porosität ausgestattet sein.

Bei einer Druckbeaufschlagung der Membran wird das Luftvolumen des Innenraums über die sich abhebende Fläche der Pilzmembran zum Aktivkohlebehälterstutzen hin verdrängt. Nach Öffnen des Ventils am Umweltstutzen findet ein Druckabbau im Sicherheitsventil statt und der Kraftstoff strömt in die Umwelt. Um eine vollständige Entleerung des Sicherheitsventils und der Leitung vom Einfüllstutzen her zu erreichen, wird der Zutritt der Luft in den Raum oberhalb der Membran durch die Drosselfurche oder eine definierte Rauhigkeit in der Berührfläche von Rückschlagmembran oder Gegenfläche verzögert, so daß das Umweltventil erst mit einer zeitlichen Verzögerung wieder schließt.

Schließlich ist es unter bestimmten Bedingungen vorteilhaft, das Ventilgehäuse im Bereich des Verschlusses als Senke auszubilden, um zu verhindern, daß bei Öffnung des Umweltstutzens das im Sicherheitsventil vorhandene Gas abströmt und gegebenenfalls Kraftstoff darin verbleibt. Durch die Senke wird erreicht, daß das Gas erst entweichen kann, wenn der Kraftstoffspiegel unter das Niveau einer darüber angeordneten Gehäusekante abgesunken ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

In dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel wird anhand der beigefügten Zeichnung die Erfindung näher erläutert.

Es zeigt Figur 1 einen Längsschnitt durch das Sicherheitsventil Figur 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A der Figur 1 durch das Sicherheitsventil und Figur 3 einen Schnitt gemäß der Linie B-B der Figur 1 Ausführung der Erfindung Das Sicherheitsventil 1 besteht aus dem Gehäuse 2 mit dem Einlaß 3 und dem Auslaß 4 sowie dem Umweltstutzen 5. Die vom Einfüllstutzen am Tank kommenden Gase werden von der Betankungsenttüftungsteitung dem Einlaß 3 am Ventil 1 zugeführt und gelangen über den Auslaß 4 in den Leitungsabschnitt zum Aktivkohlebehälter. Der Auslaß 4 des Sicherheitsventils 1 ist abschließbar, ebenso der Umweltstutzen 5, der unter Normalbedingungen durch den Verschluß 6 ständig abgeschlossen ist. Der Auslaß 4 ist unter Normalbedingungen ständig offen. Er ist durch den Schwimmer 7 verschließbar wenn Kraftstoff in das Sicherheitsventil 1 eindringt. Der eindringende Kraftstoff bewirkt aber nicht nur ein Verschließen des Auslasses 4 über den Schwimmer 7, sondern auch eine Erhöhung des Druckes im Sicherheitsventil 1. Der erhöhte Druck hat eine Bewegung der Membran 8 nach oben zur Folge, so daß der Membranteller 9 mit der Membran 8 aus seiner unteren in die angedeutete obere Lage einnimmt. Die Membran 8 ist mit einem Gestänge 10 verbunden, über welches die Öffnung des Verschiusses 6 erreicht wird.

Beim Eindringen von Kraftstoff in das Sicherheitsventil 1 über den Einlaß 3 schwenkt der Schwimmer 7 über eine seitlich unterhalb des Auslasses 4 angeordnete Drehachse 11 (siehe hierzu auch Figuren 2 und 3). Am Schwimmer ist eine Gleitkulisse 12 angebracht, die mit ihrem Kulissenschlitz 13 einen an dem den Auslaß 4 abschließenden Tellerventil 14 angebrachten Bolzen 15 einfaßt. Das Tellerventil 14 ist über eine dreischenklige Führungsschiene 16 im Auslaßstutzen 17 geführt. Der Schwimmer 7 ist mit einer bistabilen Feder 18 versehen, die mit ihrem einen Schenkel 19 am Schwimmer 7 befestigt ist, während der andere Schenkel 20 am Querbalken 21 angreift.

Der Verschluß 6 ist ebenfalls als Tellerventil 25 ausgebildet und wird durch die Feder 26 auf den Ventilsitz gedrückt. Der Membranteller 9 ist mit der Stange 27 versehen, die mit ihrem Ende gelenkig an dem um die Achse 28 schwenkbaren Winkelhebel 29 angreift. Der Winkelhebel 29 betätigt den Stößel 30 des Tellerventils 25. Der Stößel 30 ist in dem Querbalken 31 geführt. Der Stößel 30 ist mit einer Kröpfung 32 versehen, die unterhalb der Wand 33 hindurchgeführt ist. Die Wand 33 dient als Gasabsperrwand, so daß in den Umweltstutzen 5 Gase erst dann gelangen können, wenn der Flüssigkeitsspiegel bis unterhalb der unteren Kante der Absperrwand 33 abgesunken ist. Dieses wird noch durch die senkenförmige Ausbildung des gesamten Gehäuses 2 unterstützt, in dem im Bereich des Verschlusses 6 das Gehäuse mit der tiefsten Stelle als Senke ausgebildet ist.

Die Membran 8 ist durch den Deckel 35 abgedeckt. Der zwischen dem Deckel 35 und der Membran 8 entstandene Innenraum 36 ist über den Kanal 37 mit dem Auslaß 4 verbunden. Dabei ist die Kanalmündung 38 am Auslaß 4 in den Dichtsitz 39 des Tellerventilsitzes so eingefügt, daß das Tellerventil 14 sowohl

den Auslaß 4 als auch den Kanal 37 abschließt. Hierdurch wird verhindert, daß ein frühzeitiges Schließen des Verschlusses 6 erfolgt, bevor der Auslaß 4 geöffnet worden ist.

In das Gestänge kann ein Totgang eingefügt werden, so daß es mit einer Verzögerung arbeitet. Dann kann der Kanal 37 entfallen und es genügt der Nebenkanal 43. Die Eigensteifigkeit der Membran 8 reicht als Gegendruck aus, um das Gestänge zurückzudrücken und das Umweltventil zu schließen.

Eine weitere Verbesserung der Dämpfungswirkung bei einem Schließen des Verschlusses 6 des Umweltstutzens 5 wird dadurch erreicht, daß in den Innenraum 36 zwischen Membran 8 und Deckel 35 eine Zwischenwand 40 eingefügt wird, die mit einer Pilzmembran 41 versehen ist. Es entsteht dann zwischen dem Deckel 35 und der Zwischenwand 40 mit Pilzmembran 41 gebildete Nebenraum 42. Dieser Nebenraum 42 ist über den Nebenkanal 43 mit dem Auslaßstutzen 17 verbunden. Die Dichtfläche der Pilzmembran 41, die an der Zwischenwand 40 anliegt, ist mit mindestens einer Drosselfurche versehen, durch die verzögert Gas aus dem Stutzen 17 in den Innenraum 36 einströmen kann. Die Pilzmembran 41 bewirkt somit einen schnellen Austritt der Gase aus dem Raum 36 über die Öffnungen 44 in der Zwischenwand 40 in den Nebenraum 42 und von dort durch den Kanal 43 in den Stutzen 17.

Während in der anderen Richtung das Einströmen der Gase über den Kanal 43 den Nebenraum 42 und die nicht näher gezeichneten Drosselfurchen an der Dichtfläche der Pilzmembran 41 erheblich verzögert ist.

Es wird noch angemerkt, daß die Membran 8 erst wirkt, wenn das Ventil 6 geschlossen ist. Bei offenem Auslaß 5 wirkt das Sicherheitsventil als direktes Überlaufventil.